10KV开关柜二次微机 接线图解.doc

10KV开关柜二次接线图解时间:2011-03-301、综述 10kV开关柜的主要部分包括：真空断路器、电流互感器、就地安装的微机保护装置、操作回路附件（把手、指示灯、压板等等）、各种位置辅助开关。其中，断路器与电流互感器安装在开关柜内部，微机保护、附件、电度表安装在继电器室（沿用以前的叫法，其实已经没有继电器了）的面板上，端子排与各种电源空气开关安装在继电器室内部，端子排通过控制电缆或专用插座与断路器机构连接。 理解开关柜的二次接线，我们需要找到两份图纸：综自厂家提供的保护原理图、接线图；开关柜厂家提供的二次原理图、配线图、端子排图、断路器机构原理图。 综自厂的图纸是开关柜厂家的设计原始依据，也是我们审核开关柜厂家图纸的依据。开关厂的原理图一般都是根据综自厂的原理图修改的，再示意性的画出电流、电压、信号量的输入，控制量的输出。 2、10kV电缆出线中置柜的二次接线 KYN28A（GZS1）中置柜是城区变电站使用最多的10kV开关柜型式，从正面看，它明显分成三部分，最上面是继电器室，中间是断路器室，下面是空室（什么也没有），母线等高压设备安装在背面的柜体内。如图8-1-1所示。 图8-1-1 2.1继电器室 继电器室的面板上，安装有微机保护装置、操作把手、保护出口压板、指示灯（合位红灯、分位绿灯、储能完成黄灯）；继电器室内，安装有端子排、微机保护控制回路直流电源开关、微机保护工作直流电源、储能电机工作电源开关（直流或交流）。图8-1-1是早期开关柜的图片，继电器室就是安装电流表和指示灯的位置。 2.2断路器室 10kV中置柜最常用的断路器是VS1真空断路器，断路器机构内的接线通过专用插座与继电器室的端子排联接。插头的一段与断路器机构固定连接，另一段是一个专用插头，配套的插座安装在断路器室的右上方，从插座引出线接至继电器室端子排。为了搞明白二次回路，我们需要对操作过程进行一定的了解。 中置柜断路器手车有三个位置：断开、试验、运行（需要注意的是，断路器手车和断路器是两个概念，断路器手车其实就是断路器和它的座）。正常运行时，断路器手车在运行位置，断路器在合闸位置，二次线插头与插座联接；手动跳闸后，断路器在分闸状态、手车在运行位置；用专用摇把将断路器手车摇出，至试验位置，可以将二次插头拔下（手车在运行位置时拔不下来）；继续摇，手车退出断路器室，处于断开位置。 断开位置：断路器与一次设备（母线）没有联系，失去操作电源（二次插头已经拔下），断路器处于分闸位置； 试验位置：二次插头可以插在插座上，获得电源。断路器可以进行合闸、分闸操作，对应指示灯亮；断路器与一次设备没有联系，可以进行各项操作，但是不会对负荷侧有任何影响，所以称为试验位置。 运行位置：断路器与一次设备有联系，合闸后，功率从母线经断路器传至输电线路。 中置柜没有传统意义上隔离开关的概念，手车在试验位置时，就相当于传统的隔离开关断开，即断路器与主电路（一次母线）有了明显断开点。 图8-1-2、8-1-3所示为VS1真空断路器、GZS开关柜内部剖面。 图 8-1-2 图 8-1-3 图8-1-2中的就是VS1断路器手车，它像个抽屉一样放在开关柜里，紫色框内就是轨道上的滑轮，红色框内是二次接线插头（处于拔下状态），绿色框内是断路器的动触头。图8-1-3中框内设备与8-1-2相同，二次接线插头处于插上位置。 我们选用的模型是：微机保护选用南瑞RCS-9611A，开关柜选用常熟开关厂KZN1开关柜。（不同厂家的中置柜有各种各样稀奇古怪的型号 ） 2.3 RCS-9611A RCS-9611A是南瑞公司用于小电流接地系统线路的微机保护装置，配置三段式过流、三段式零序过流/小电流接地选线、重合闸。其电流电压回路如图8-2-1，操作回路如图8-2-2，开入量回路如图8-2-3。 图 8-2-1 （点击看大图）图8-2-1中可以看出，需要接入的模拟量是：母线电压、线路电压（几乎没有10kV线路会装设线路PT）、保护电流（三相，实际工程中10kV线路一般只配置两相CT）、测量电流（两相）、零序电流。 图 8-2-2 （点击看大图） 图8-2-2中可以看出，这个操作回路比RCS-941的操作回路简单了很多。红色框内的设备（把手、压板）并不是RCS-9611的一部分，它们由开关柜厂家提供，安装在继电器室面板上。 图 8-2-3 （点击看大图） 图8-2-3为装置的遥信回路。与110kV电压等级设备的保护装置不同，35/10kV设备的保护、测控是一体化设计，即整合在一个装置中。对比一下，在RCS-941A中，你肯定找不到测量电流、开关量输入回路，它需要CSI-200E之类的测控装置或常规控制屏与它配合来提供这些功能。 2.4 KZN1-12-04开关柜 10kV线路一次设备主接线如图8-3-1所示，与架空线路相比，少了隔离开关、B相电流互感器，多了零序电流互感器TA。 图 8-3-1 （点击看大图） B相电流互感器的作用：在一般书上提到都是只装A、C相电流互感器，现在为什么装B相CT呢？这主要是考虑到小电流接地选线功能。10kV架空线路，在单相接地时允许继续运行一段时间，但是需要确定是哪条线路接地，以便尽快查线检修，即“选线”。选线的依据是，该线路的零序电流是否为零。零序电流为三相电流的矢量和，正常时理论值为零，单相接地时，实测零序电流不为零，即可判断该线路故障，所以，需要配置三相CT来计算零序电流。对于电缆出线而言，在高压（10kV）电缆上配置了专用的零序电流互感器，不需要再用三相CT之和来计算，所以配置A、C两相CT来实现保护功能即可，这与书上的说法并不矛盾10kV开关柜二次原理图依照RCS-9611A原理图绘制，主要也分为电流电压回路、操作回路、开关量输入回路。分别如图8-3-2、8-3-3、8-3-4、8-3-5所示。 图 8-3-2 （点击看大图） 图8-3-2为电流回路，包括：保护、测量、计量、小电流接地选线，保护装置与电度表安装在开关柜上，所有接线均为开关厂接好。小电流接地选线装置安装在主控室，需要用控制电缆将零序电流L401、N400接至该装置。 图 8-3-3 （点击看大图） 图8-3-3为电压回路，包括：保护电压（兼测量电压）、计量电压，均从柜顶小母线引下来。保护电压在进入保护装置前，必须经过一个空气开关，如图4QF。计量电压则不用。 图 8-3-4 （点击看大图） 图8-3-4为操作回路，主要包括控制把手、微机操作回路与断路器机构的配合。图片有点小，请（点击看大图）。在很多简化画法中，断路器机构的合闸回路往往被画成图8-3-5中的样子：又“弹簧已储能S1常开”“断路器分闸DL常闭”“合闸线圈HQ”串联组成，或者加上“试验位置SW、运行位置YW常开并联”，以表示“断路器手车只有在试验位置和运行位置时才能合闸”。实际上，VS1断路器往往配有一个合闸闭锁电磁铁，它有一个手车行程开关（类似于一个继电器）控制，当手车处于试验位置、运行位置以外的位置时，电磁铁失电，其辅助接点断开合闸回路，这属于中置柜的电气闭锁（中置柜的电气闭锁还有许多，比如带电不能打开开关柜后门等）。 10kV中置柜具有完善的电气闭锁及机械闭锁功能，在手车处于非试验/运行位置时，机械闭锁功能会自动完成对合闸操作的闭锁，所以不需要再在合闸回路里利用SW、YW进行闭锁。（试验位置S8、运行位置S9很多时候也被标成SW、YW以便理解） 图 8-3-5 （点击看大图） 图 8-3-6 （点击看大图） 图8-3-6为开关量输入回路，对中置柜而言，最主要的信号包括：试验位置（S8常开）、运行位置（S9常开）、地刀合位（QE常开）、弹簧未储能（S1常闭）。断路器的位置可以不用接入，因为微机保护可以根据自身操作回路的HWJ、TWJ判别。 综上所述，对二次设计而言，10kV开关柜是最省事的，只需要将零序电流引出至小电流接地选线装置即可，其余的二次接线都由厂家完成。 配线图的看法，在此不再赘述，关键一点就是参照原理图，然后根据两个安装单位的编号互相对照即可。 3、XGN开关柜的二次接线 XGN开关柜为固定式开关设备，配置真空断路器（固定安装，不象中置柜那样可以利用手车拉出来），有独立的隔离开关，相当于把架空出线间隔的设备集中到一个开关柜里。 XGN开关柜没有专门的二次接线插头，所有的二次配线都是通过控制电缆完成的。除了将开关量输入回路中“试验位置、运行位置”换成“上隔离1G合位、下隔离2G合位”外，它的二次接线与中置柜是一样的。对310主装置变电所高压二次回路电机原理图分析：1、端子101、123为DCS允许开车信号（但启动不起来电机），123、103为RQ(高压软启动柜) 允许开车信号。若DCS和RQ均没有此要求，可以用线短接掉，直接跨接过去。2、一般在高压柜上做控制回路实验，高压柜上转换开关有三个位置，一个是远控，及现场操作柱分合闸；临外两个是柜子上手动合闸、分闸。-S9和-S8为真空断路器位置开关，当断路器小车不推入工作室内时，-S9为常闭，-S8为常开，及只能在高压柜上手动分合闸。若断路器小车工作室内。则-S9断开，-S8闭合，及此时手合回路断开，操作柱合闸回路打通，高压柜上这个时候就不能再进行合分闸，只能在现场操作柱进行分合闸。若要在不送电（小车不摇入柜内）的情况下现场操作柱上做分合闸实验，此时只需将105、113短接。3、-S3为储能电机辅助接点，及断路器储能电机一旦储能，-S3又常开闭合，从而为打通合闸回路做准备。4、若小车摇入高压柜内，高压柜上转换开关打到远控，则现场操作柱启停电机，若此时操作柱上转换开关打到就地，则直接在操作柱上分合闸。SST按下，电流从控制小母线+KM流经101、123、103、105、此时闭合的-S9、115、C13，再经二极管开始进入合闸回路，最后流进-KM，合闸回路就此得电，合闸线圈Y9得电，从而使得真空断路器合闸，将高压电送入现场电机。此时原先闭合的-S1分开，与其在跳闸回路的常开接点此时闭合，及合闸回路断开，跳闸回路做打通准备，也就是断路器做好跳闸的准备。若操作柱上转换开关打到远方，及DCS合闸，及104、105之间的DCS继电器闭合，同样可以把高压柜合闸回路打通，从而合闸线圈得电，高压断路器合闸。5、高压柜上转换开关打到远控，操作柱分闸，电流从控制小母线+KM流经101、109、133、C12，在经二极管开始进入跳闸回路，最后流进-KM，跳闸回路就此得电，跳闸线圈Y1得电，从而使得真空断路器实现分闸，现场电机失电停运。另外在高压柜、DCS、软起柜RQ上均能打通跳闸回路，实现跳闸。6、KRC、KRT为遥合、遥跳，及在中控室工程师站操作台上控制合分闸。7、若合闸后此时柜内有短路故障，微机保护器保护跳闸，同时短路电流瞬间使得电流继电器KLT.A得电，由于短路电流时瞬间的，此回路无法自保持，防跳回路里的KLT.A常开点闭合，电压继电器得电，KLT.A常开点闭合自锁，接通防跳回路，此时实现高压柜防跳。及将故障处理完毕后高压柜才能再次合闸。8、机旁加热器控制回路中的断路器位置开关-S1为常闭，及高压电机在不启功运行的情况下控制回路是打通的，及此时加热器可以工作。若电机启动运行控制回路是断开的，及此时加热器不能投用。9、高低压柜去DCS的电流信号以及DCS反馈给电器柜的电流信号均要为420mA的电流信号。及在电流不输出时测得电流应为4mA，当反馈电流为设定最大值时，测得电流应为20mA。10、在进行高压柜内母排的耐压试验时，要将与母排相连的避雷器断开、控制回路短接掉，防止耐压击穿避雷器，烧坏控制回路。11、高压柜接地刀开关合状态：刀开关呈45，刀开关位置指示为红，柜后门机械解锁（门可打开，断路器不带电工作）分状态：刀开关呈90垂直，刀开关位置指示为绿，柜后门机械自锁（门不可打开，断路器可以带电运行）一、二次回路的定义由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路二次回路在词典中的解释：在电气系统中由互感器的次级绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路。用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况。用于监视测量表计、控制操作信号、继电保护和自动装置等所组成电气连接的回路均称为二次回路或称二次接线。二、二次回路的组成指对一次设备的工作进行监视、控制、测量、调节和保护，所配置的如：测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置、电流、电压互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。一次回路的组成由发电机、变压器、电力电缆、断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避雷器等构成的电路，称为一次接线或称为主接线。三、二次回路的分类1、按电源性质分交流电流回路-由电流互感器（TA）二次侧供电给测量仪表及继电器的电流线圈等所有电流元件的全部回路。 交流电压回路-由电压互感器（TV）二次侧及三相五柱电压互感器开口三角经升压变压器转换为220V供电给测量仪表及继电器等所有电压线圈以及信号电源等。直流回路-使用所变输出经变压、整流后的直流电源。蓄电池-适用于大、中型变、配电所，投资成本高，占地面积大。2、按用途区分测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路、操作电源回路。 操动回路-包括从操动（作）电源到断路器分、合闸线圈之间的所有有关元件，如：熔断器、控制开关、中间继电器的触点和线圈、接线端子等。信号回路-包括光字牌回路、音响回路（警铃、电笛），是由信号继电器及保护元件到中央信号盘或由操动机构到中央信号盘。四、二次回路识图常用的继电保护接线图包括：继电保护的原理接线圈、二次回路原理展开图、施工图（二次回路又称背面接线图、盘面布置图）。1、看图A、先看一次，后看二次。一次：断路器、隔离开关、电流、电压互感器、变压器等。了解这些设备的功能及常用的保护方式，如变压器一般需要装过电流保护、电流速断保护、过负荷保护等，掌握各种保护的基本原理；再查找一、二次设备的转换、传递元件，一次变化对二次变化的影响等。B、看完交流，看直流。指先看二次接线图的交流回路，以及电气量变化的特点，再由交流量的因查找出直流回路的果。一般交流回路较简单。C、交流看电源、直流找线圈。指交流回路一般从电源入手，包含交流电流、交流电压回路两部分；先找出由哪个电流互感器或哪一组电压互感器供电（电流源、电压源），变换的电流、电压量所起的作用，它们与直流回路的关系、相应的电气量由哪些继电器反映出来。D、线圈对应查触头，触头连成一条线。指找出继电器的线圈后，再找出与其相应的触头所在的回路，一般由触头再连成另一回路；此回路中又可能串接有其它的继电器线圈，由其它继电器的线圈又引起它的触头接通另一回路，直至完成二次回路预先设置的逻辑功能。E、上下左右顺序看，屏外设备接着连。主要针对展开图、端子排图及屏后设备安装图。原则上由上向下、由左向右看，同时结合屏外的设备一起看。2、原理图对于与二次回路直接相连的一次接线部分绘成三线形式，而其余部分则以单线图表达。原理图多用于对继电保护装置和自动装置的原理学习和分析或作为二次回路设计的原始依据。A、原理图的仪表和继电器都是以整体形式的设备图形符号表示的，但不画出其内部的电路图，只画出触点的连接。B、原理图是将二次部分的电流回路、电压回路、直流回路和一次回路图绘制在一起；特点是能使读图人对整个装置的构成有一个整体的概念，并可清楚地了解二次回路各设备间的电气联系和动作原理。C、缺点：对二次接线的某些细节表示不全面，没有元件的内部接线。端子排号码和回路编号、导线的表示仅一部分，并且只标出直流电源的极性等。3、展开图展开图和原理图是同一接线的两种表达方式。直观性好A、将二次回路的设备展开表示，分成交流电流、交流电压回路，直流回路，信号回路。B、将不同的设备按电路要求连接，形成各自独立的电路。C、同一设备（电器元件）的线圈、触点，采用相同的文字符号表示，同类设备较多时，采用数字序号。D、展开图的右侧